水果萝卜作为直接鲜食的蔬菜，其市场价值由感官品质、营养功能和供货周期共同决定。“冬季萝卜赛人参”，随着社会发展，当前水果萝卜产业面临多重挑战，在风味品质上，高糖含量是决定其可口性的核心，但多数高糖品种易先期抽薹；在营养功能上，萝卜作为天然硫苷库，其降解产物萝卜硫素（Sulforaphane）的科学价值日益凸显，被誉为“抗癌明星物质”，但现有水果萝卜品种的有益硫苷前体（Glucoraphanin，GRA）含量普遍偏低，其“药食同源”的巨大潜力尚未被有效开发；生产上先期抽薹是制约萝卜生产的关键问题。经济效益高的越冬栽培与早春栽培，低温诱导的先期抽薹会导致肉质根停止生长、纤维化、糖分下降，商品价值尽失，给种植户造成重大经济损失。因此，培育兼具高糖、高萝卜硫素含量与稳定晚抽薹特性的水果萝卜新品种，是契合大健康产业需求、保障蔬菜稳定供应的迫切战略需求。传统育种方法难以高效协同改良糖分、功能成分与抽薹期这类复杂性状，存在周期长、效率低、不利性状连锁难以打破等问题。CRISPR/Cas等基因编辑技术的成熟，为实现多性状的精准、高效协同改良提供了革命性手段，已在蔬菜品质与抗性育种中成功应用。本研究聚焦产业核心需求，利用基因编辑技术同步改良水果萝卜糖分、萝卜硫素含量及抽薹特性，创制突破性的水果萝卜新种质，并深入解析其性状形成的遗传机制，可为我国萝卜产业的高质量发展提供核心种源与科技支撑。
研究目标：
本项目旨在建立并优化萝卜多性状协同编辑育种技术体系，运用该体系创制兼具高糖、高萝卜硫素与稳定晚抽薹特性的突破性水果萝卜新种质，并系统解析这些性状协同形成与改良的遗传学基础。
研究内容：
1. 关键靶点基因的筛选与验证
基于前期数据，开展性状关键基因靶点的筛选与功能验证，优先选择在抽薹期（如RsFT）和糖代谢（如蔗糖合成酶、转化酶）、硫苷合成代谢等通路中功能明确、效应显著的关键基因作为候选编辑靶点，通过异源表达等验证功能保守性，为后续精准编辑奠定基础。利用小孢子培养诱导产生单倍体与纯合种质。
2. 多基因编辑载体构建与遗传转化
针对核心靶点设计特异性sgRNA，构建“一载体多靶点” CRISPR/Cas编辑载体，通过优化水果萝卜遗传转化体系，将编辑载体导入综合性状优良的受体品种或单倍体种质，以实现“一次转化、多点编辑”效果 。
3. 基因编辑植株的创制与鉴定
对获得的转基因幼苗进行分子鉴定，确认其靶位点编辑类型；进而对T0代及后代植株开展精准的表型鉴定，包括利用UPLC-MS测定肉质根中可溶性糖含量、萝卜硫素及其前体GRA含量以评估品质；在人工春化及长日照条件下系统记录抽薹相关表型（现蕾期、抽薹期、开花期），同步调查根重、根形等农艺性状。T1 代植株鉴定目的基因编辑的非转基因植株；筛选目标性状聚合的优良单株，并验证其遗传稳定性。
4. 性状协同改良的机制解析
为深入理解重要性状形成与性状协同改良的遗传基础，通过转录组测序等技术，从全基因组水平系统分析基因编辑事件引起的转录重编程过程，系统解析糖代谢、硫苷代谢网络流向与抽薹开花分子网络如何被协同调控，从而阐明多重性状协同改良的遗调控机制。
四、预期成果
1. 获得1-2份具有自主知识产权的、聚合高糖、高萝卜硫素和稳定晚抽薹性状的突破性水果萝卜新种质；
2. 形成一套高效的萝卜多性状协同编辑育种技术体系；
3. 解析糖、萝卜硫素合成与抽薹期协同调控的遗传网络；
4. 申请国家发明专利1项，发表高水平学术论文1-2篇。